Mikrostrukturelle Charakterisierung ionenunterstützt aufgedampfter Aluminiumfilme

Dietz, V.

Book/Report

FZJ-2018-03689

Mikrostrukturelle Charakterisierung ionenunterstützt aufgedampfter Aluminiumfilme

Dietz, V. (Corresponding author)FZJ*

1991
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2565, 346 p. (1991)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19075

Report No.: Juel-2565

Abstract: Als Material für Leiterbahnen werden in der Mikroelektronik überwiegend Aluminium oder verdünnte Aluminiumlegierungen eingesetzt. Die Leiterbahn wird als dünne Schicht auf den oxidierten Siliziumwafer aufgebracht. Zur Zeit wird eine weitere Miniaturisierung und damit höhere Integration der Schaltkreise ($\underline{V}$ery $\underline{L}$arge $\underline{S}$caling $\underline{I}$ntegration, VLSI) angestrebt mit Strukturen im Submikronbereich. Das erfordert neue Techniken zur Schichtherstellung und verbesserte elektrische und mechanische Eigenschaften der Filme. Ein Beispiel für die Probleme, die im Zusammenhang mit der Miniaturisierungvon Leiterbahnen auftreten, ist das Phänomen der Elektromigration, d. h. Materialtransport in der Leiterbahn bei hohen Stromdichten mit der Folge, daß dieLeiterbahn an einem Ende abgetragen und damit zerstört wird. Neue Herstellungstechniken könnten zu elektromigrationsfesteren Schichten führen. Erst seit einigen Jahren wird das Verfahren des ionenunterstützen Aufdampfens ($\underline{I}$on $\underline{B}$eam $\underline{A}$ssited $\underline{D}$eposition, IBAD) oder das verwandte Zwei-Ionenstrahl-Sputtern ($\underline{D}$ual $\underline{I}$on $\underline{B}$eam $\underline{D}$eposition, DIBD) angewandt (Abb. I). Während der Film mit einer Elektronenkanone aufgedampft (IBAD, Abb. 1a) oder mit Hilfe einer Zonenquelle aufgesputtert wird (DIBD, Abb. 1b), strahlt eine weitere Ionenquelle ihre Ionen direkt auf den wachsenden Film ab. Der gleichzeitige Ionenbeschuß kann praktisch alle technisch wichtigen Filmeigenschaften verändern. Beispielsweise wird die Adhäsion am Substrat verbessert /1//2/ oder die ungewünschte Filmspannung vermindert /3/,/4/,/5/. Eine Siliziumoberfläche mit einer 0.6 pm hohen Stufe kann mit den herkömmlichen Aufdampf- oder Sputtertechniken an der Innenkante der Stufe nur bruchstückhaft mit einer Al-Schicht versehen werden. Wesentlich gleichmäßiger wird diese "Stufenbelegung", wenn die Schicht während ihres Wachstums gleichzeitig mit Ar-Ionen der Energie 70 eV beschossen wird /6/. Völlig neue Filmeigenschaften und sogar Schichten mit chemischen Zusammensetzungen, die sonst nicht erreichbar waren, lassen sich durch IBAD oder DIED verwirklichen /7/. Für metallische Materialien sind Zonenquellen, die Eigenionen liefern, selten verfügbar. Meistens benutzt man deshalb Edelgase für den Beschuß. Unvermeidlich wird ein Teil der Ionen, die den wachsenden Film treffen, in den Film implantiert und unter kondensierenden Atomen des Aufdampf- oder Sputtermaterials begraben. Edelgase sind in Metallen praktisch unlöslich. Sie können bei höheren [...]

Contributing Institute(s):